Тезисы
апрель 2017

Дослідження можливості використання феросиліцію в якості газоутворювача при виробництві ніздрюватих бетонів


Литвин І. Л. , Мусіна Аліна Олександрівна Мусіна А. О. , Сігунов О. О. , Кравченко Т. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Ніздрюватий бетон є одним з найбільш дешевих матеріалів, що поєднує в собі високі теплоізоляційні і конструкційні властивості. Практика застосування виробів з пористих бетонів у будівництві показала, що вони можуть успішно конкурувати з більшістю традиційних стінових матеріалів. Розробка складів легких бетонів теплоізоляційного та теплоізоляційно-конструктивного призначення з використанням відходів місцевих промислових виробництв є перспективним напрямком. В якості в’яжучого для виробництва ніздрюватих бетонів використовують цементи, вапно та суміш вапна з цементом, в якості кремнеземистих компонентів – піски, золу-винесення тощо.

В якості газоутворювача для створення ніздрюватої структури бетону, як правило, використовують алюмінієву пудру, яка є досить високовартісним матеріалом. У цьому зв’язку пошук і дослідження альтернативного газоутворювача, такого як феросиліцій, є актуальною і своєчасною науковою проблемою.

Таким чином, метою науково-дослідницької роботи було встановлення можливості використання феросиліцію, як самостійного газоутворювача, а також активація хімічними добавками-модифікаторами основних будівельно-технічних властивостей ніздрюватих бетонів, що містять у своєму складі відходи різних галузей промисловості.

При виконанні даної роботи в якості сировинних матеріалів використовували портландцемент власного приготування, який складався з портландцементного клінкеру ВАТ “Івано-Франківськ Цемент” та гіпсовий камінь Артемівського родовища. Також використовували вапно Дніпропетровського будівельного заводу стінових матеріалів, золу-винесення Придніпровської ТЕС, доменний гранульований шлак ПАТ “ЄВРАЗ Дніпровський металургійний завод”, річковий пісок, алюмінієву пудру, феросиліцій.

Для проведення лабораторних досліджень була розроблена еталонна композиція, в складі якої в якості газоутворювача використовували FeSi2 в кількості 6 та 9 мас.%, а також алюмінієву пудру в кількості 0,2 мас.%. В якості хімічних речовин-модифікаторів процесу тужавіння були введені CaCl2 та K2CO3 в кількості 0,5, 1,0 та 1,5 % від маси цементної складової композиції. Результати досліджень підтвердили можливість отримання поруватої структури газобетону при використанні феросиліцію в зазначеній кількості в якості самостійного газоутворювача.

Проте щільність розроблених композицій відповідала конструкційному ніздрюватому бетону. У цьому зв’язку, введення в склад композицій хімічних модифікаторів-прискорювачів процесу тужавіння дозволило зменшити щільність композицій в порівнянні з неактивованими зразками. Так, аналіз отриманих результатів свідчить про зменшення щільності бетонних композицій на 13,2 і 19,3% в результаті застосування 1 мас.% CaCl2 в газобетонах, що містять ДГШ і річковий пісок, відповідно. Зменшення щільності спостерігалось при застосуванні, як алюмінієвої пудри (0,2 мас.%) так і FeSi2 (6 та 9 мас.%). Виявлено, що хімічна добавка CaCl2 у кількості до 1,5 мас.% практично не впливає на марочну міцність газобетонів. Механізм дії СаСl2 як модифікатора полягає в прискоренні процесу тужавіння газобетонної суміші. При цьому композиція набирає певну міцність саме у той час, коли відбувається інтенсивний процес газоутворення і тим самим запобігає її осадженню і стабілізує формування рівномірних по всьому об’єму виробу міжпорових перегородок.

Необхідно зазначити, що позитивний вплив модифікаторів мав вибіркову дію. Так результати визначення основних будівельних характеристик композицій ніздрюватих бетонів з використанням в якості модифікатора властивостей поташу (K2CO3) в кількості від 0,5 до 1,5 мас.% показав, що обрана добавка практично не впливає на щільність і міцність виробів.

Таким чином, в результаті проведення науково-дослідницької роботи було встановлено можливість отримання газобетонів конструкційно-теплоізоляційного типу з використанням феросиліцію в якості газо-утворювача взамін алюмінієвої пудри. Показано, що застосування хімічних добавок в якості модифікаторів властивостей ніздрюватих бетонів дозволяє покращити їх будівельні властивості, зокрема зменшити щільність, проте їх дія має вибірковий характер.